一種基于文丘里管的節能型建筑供水裝置

朱子儒

武漢大學動力與機械學院

一種基于文丘里管的節能型建筑供水裝置

朱子儒

武漢大學動力與機械學院

隨著社會生產力的逐步提高，電能的使用越來越普及，造成了全國多地出現供電緊張，節省電能越來越重要。基于文丘里管喉部截面積較小會產生負壓原理本文提出一種基于文丘里管的節能型建筑供水裝置，減輕了原有高層建筑水泵水箱供水系統中水泵的壓力，形成一套節能型的供水系統。

文丘里管；供水；節能

1.計背景

電能是人們生活中必不可缺的能源，目前我國多地已出現供電緊張，節省電能迫在眉睫。由于城市給水管網的水壓不符合建筑高層的用水要求，目前我國高層建筑供水方式主要為：低區采用城市給水管網直接供水，高區采用變頻可調速水箱或水泵水箱聯合供水。針對高層水箱儲水是通過水泵將水壓入其中，耗費大量電能，提出一種基于文丘里管的節能型建筑供水裝置，減少供水系統水泵的使用，起到節能作用。

2.計原理

假設文丘里管內水流動為層流，進口管徑D1=25mm，喉部管徑D2=7mm，喉部前流道長度L=200mm，管道水流量Q=400ml/s。

局部水頭損失：

由伯努利方程得：

將上述數據帶入公式得：

考慮到各種損失，效率n能達到65%左右，實際喉部產生真ΔH=3m

實際建筑一層樓的高度為3m左右，文丘里管中喉部產生真空基本能滿足將水提升一層樓的要求。

圖1.丘里管示意圖

3.計方案

本方案提出一種基于文丘里管的節能型建筑供水裝置，在建筑的每一層設置水箱，通過在每層建筑總進水管道安裝文丘里管，利用水流經文丘里管時，喉部產生的真空將水從本層水箱壓入更高層水箱，通過水一層一層的往上流動，最終水將從地底的貯水池逐漸灌入建筑頂部的水箱，這樣就減輕了水泵的工作量，減少了電能的損耗，實現節能作用。

對于建筑第一層，水箱與底部貯水池、二層水箱以及一層的文丘里管相連。開關A、C打開，開關B關閉，當一層用水時，安裝在一層總進水口的文丘里管就有水流過，因為水流速較大，進過計算，喉部產生的負壓，與喉部相連的水箱也會出現負壓，貯水池中的水會被大氣壓壓入位于一層一定高度的一層水箱中，當水深達到一定高度時，開關C便會關閉，不再從貯水池中吸水。這時將打開開關B，一層水箱將充當二層水箱的貯水池作用。同樣二層水箱連接了該層總進水管處的文丘里管、一層水箱以及更高一層水箱。同樣的道理，二層用水時，文丘里管喉部會產生負壓將水從一層水箱壓入二層水箱。通過每層的總進水管處的文丘里管，水會一層層的向上流動，而不消耗任何電能。

圖2.能型建筑供水系統示意圖

4.新點

本裝置利用文丘里管喉部能產生負壓的原理給建筑高層供水，可以輔助水泵將水壓入高層水箱，節省電能。同時本文提出的在每層設立水箱既能在緊急情況提供應急供水；還因為水箱設置位置具有一定高度，可以給洗手間沖廁提供一定能頭，便于沖廁。隨著社會的發展，高層建筑會越來越多，節能型的高層供水系統會越來越受到關注，相信本裝置會有廣闊的應用前景。

[1]孔瓏.流體力學.中國電力出版社，2007.7.21

[2]關躍華.高層建筑供水系統節水節能技術研究，2007.8

[3]黃婷.高層建筑供水系統節能研究，2011.12